Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains

Thème 2 A : Géothermie et

propriétés thermiques de la Terre

Les centrales géothermique comme en Guadeloupe permettent d’exploiter l’énergie géothermique pour produire de l’électricité.

I – L’exploitation de l’énergie géothermique

La centrale géothermique permet de réchauffer l’eau.

Certaines zones de France possède des aquifères ayant des températures de 30 à 250°C (Aquitaine, bassin parisien, fossé Rhénan, embouchure du Rhône.Il sont utilisés pour le chauffage, et pour les plus chauds pour produire de l’électricité.

Aux Etats-Unis aussi certaines zones volcaniques sont des ressources géothermiques permettant de produire de l’électricité.

On peut aussi utiliser la géothermie profonde sans aquifère en réalisant des aquifères artificiels.

Mais l’exploitation géothermique des roches chaudes fracturées entraîne des microséismes.

L’Homme utilise les sources chaudes depuis toujours pour chauffer l’eau (thermes), et plus récemment pour la production d’électricité, le chauffage urbain, les domaines aquacole et agricole.

Fig-9

II – Quelle est l’origine de l’énergie géothermique ?

L’énergie géothermique a une double origine :-la chaleur résiduelle de la formation de la Terre par accrétion.-principalement, la chaleur issue de la radiocativité.

III – Comment l’énergie géothermique produite en profondeur est-elle transférée à la surface de la Terre ?

Protocole : ECEOn mesure la température en surface et en bas d’un bécher rempli d’eau chauffée en profondeur (montage 1) ou en surface (montage 2)

Mouvements de convection de l’eau.

Pas de mouvements de convection de l’eau.

Le gradient thermique est de (T°s-T°p)/dsondes 1 et 2 chaleur profonde : gt= (50,6-48)/11 = 0,24°C/cmchaleur de surface : gt = (72,7-14)/11 = 5,34 °C/cm

On constate que le gradient thermique est beaucoup plus important lorsqu’il y a conduction (montage 2) que lorsqu’il y a des mouvements de convection (montage 1).On déduit que les transferts de chaleurs sont beaucoup plus efficace avec les mouvements de convection.

Grâce à la tomographie sismique, on peut observer des zones du manteau plus chaude (où la matière remonte) et des zones plus froides, où la matière s’enfonce. C’est donc un transfert de chaleur par convection.

Lithosphère, gt= (1500-0)/100 = 15°K/kmManteau: gt = (3500-1500)/2900 = 0,7°K/kmOn constate que le gradient thermique est beaucoup plus important dans la lithosphère que dans le manteau. La lithosphère aurait donc un transfert de chaleur de type conduction alors que le manteau ferait de la convection.

La Terre est ainsi une machine thermique puisqu’elle transforme de l’énergie thermique en énergie mécanique